RU2559080C1 - Method of producing of metal powders by hot spray - Google Patents

Method of producing of metal powders by hot spray Download PDF

Info

Publication number
RU2559080C1
RU2559080C1 RU2014109340/02A RU2014109340A RU2559080C1 RU 2559080 C1 RU2559080 C1 RU 2559080C1 RU 2014109340/02 A RU2014109340/02 A RU 2014109340/02A RU 2014109340 A RU2014109340 A RU 2014109340A RU 2559080 C1 RU2559080 C1 RU 2559080C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
plates
stream
frequency
plate
Prior art date
Application number
RU2014109340/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Афанасьевич Архипов
Сергей Сергеевич Бондарчук
Александр Степанович Жуков
Сергей Владиславович Змановский
Алексей Иванович Коноваленко
Андрей Владимирович Литвинов
Михаил Сергеевич Павлов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ)
Priority to RU2014109340/02A priority Critical patent/RU2559080C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2559080C1 publication Critical patent/RU2559080C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to powder metallurgy. The spray of molten metal is dispersed by the surrounding concentric flow of the spraying gas with imposing of sound oscillations. Sound oscillations are created by means of at least two identical elastic rectangular plates located in a flow of spraying gas parallel to its axis and fixed on their width. Frequency of sound oscillations is determined by the known formula, then taking into account the obtained value, the elastic properties of material of plates and at the known length and width the thickness of plates from the known equation are determined.
EFFECT: increase of share of fine fraction in the pulverisate which is formed at molten metal dispersion is provided.
2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения порошков алюминия, магния и их сплавов распылением расплавленных металлов газовым потоком.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to methods for producing powders of aluminum, magnesium and their alloys by spraying molten metals with a gas stream.

Известен способ распыления расплавленных металлов, включающий диспергирование расплава металла внешним потоком газа, концентричным струе расплава [1]. Известны способы распыления расплавов металлов, обеспечивающие повышение дисперсности получаемого порошка (пульверизата) дополнительным нагревом вспомогательного газа [2], снижением давления в камере распыления [3], дополнительным рассредоточенным вводом горячего газа в зону распыления [4] или в металлопровод [5], установкой рассекателей-дестабилизаторов в зоне распыления [6].A known method of spraying molten metals, including the dispersion of the molten metal by an external gas stream, concentric stream of the melt [1]. Known methods of spraying metal melts, providing increased dispersion of the obtained powder (pulverizate) by additional heating of the auxiliary gas [2], reducing the pressure in the spray chamber [3], additional dispersed introduction of hot gas into the spray zone [4] or into the metal wire [5], installation divider-destabilizers in the spray zone [6].

Наиболее близким по технической сущности является способ распыления жидких металлов диспергированием струи расплава окружающим ее концентрическим потоком газа с наложенными звуковыми колебаниями [7]. Звуковые колебания с несколькими дискретными частотами генерируют кольцевой резонансной полостью, расположенной в канале для подачи распыляющего газа. Недостатком данного способа является отсутствие взаимосвязи частот генерируемых звуковых колебаний с собственной частотой колебаний струи расплава при ее взаимодействии с распыляющим газом.The closest in technical essence is the method of spraying liquid metals by dispersing a jet of melt surrounding it with a concentric gas stream with superimposed sound vibrations [7]. Sound vibrations with several discrete frequencies are generated by an annular resonance cavity located in the channel for supplying atomizing gas. The disadvantage of this method is the lack of correlation of the frequencies of the generated sound vibrations with the natural frequency of the oscillations of the melt jet during its interaction with the spraying gas.

Техническим результатом изобретения является повышение массовой доли высокодисперсной фракции в пульверизате, образующемся при распылении расплава металла.The technical result of the invention is to increase the mass fraction of a finely divided fraction in the spray formed during the spraying of a molten metal.

Технический результат достигается тем, что разработан способ получения металлических порошков распылением расплавов, включающий диспергирование струи металлического расплава окружающим ее концентрическим потоком распыляющего газа с наложением звуковых колебаний, отличающийся тем, что звуковые колебания создают посредством не менее двух одинаковых упругих прямоугольных пластин, расположенных в потоке распыляющего газа параллельно его оси и закрепленных по их ширине, при этом частоту звуковых колебаний f определяют по формуле (кГц):The technical result is achieved by the fact that a method has been developed for producing metal powders by spraying melts, comprising dispersing a stream of metal melt with a concentric stream of atomizing gas surrounding it with the application of sound vibrations, characterized in that the sound vibrations are created by at least two identical elastic rectangular plates located in the spray flow gas parallel to its axis and fixed along their width, while the frequency of sound vibrations f is determined by the formula (kHz):

Figure 00000001
Figure 00000001

где u - относительная скорость потока распыляющего газа и струи расплава металла, м/с;where u is the relative flow rate of the spraying gas and the jet of molten metal, m / s;

ρ - плотность распыляющего газа в потоке, кг/м3;ρ is the density of the atomizing gas in the stream, kg / m 3 ;

σ - коэффициент поверхностного натяжения расплава металла, Н/м;σ is the surface tension coefficient of the molten metal, N / m;

а с учетом полученного значения частоты звуковых колебаний f, упругих свойств материала пластин и при заданной длине и ширине определяют толщину пластин из уравненияand taking into account the obtained value of the frequency of sound vibrations f, the elastic properties of the material of the plates and for a given length and width, determine the thickness of the plates from the equation

Figure 00000002
Figure 00000002

где f - частота звуковых колебаний, кГц;where f is the frequency of sound vibrations, kHz;

Е - модуль упругости материала пластины, Па;E is the modulus of elasticity of the plate material, Pa;

ν - коэффициент Пуассона материала пластины;ν is the Poisson's ratio of the plate material;

ρр - плотность материала пластины, кг/м3;ρ p is the density of the plate material, kg / m 3 ;

а - длина пластины, м; a - plate length, m;

b - ширина пластины, м;b is the width of the plate, m;

h - толщина пластины, м.h is the plate thickness, m

Полученный положительный эффект изобретения связан со следующими факторами.The resulting positive effect of the invention is associated with the following factors.

1. При движении газа вдоль пластины, закрепленной с одного края, пластина начинает вибрировать с частотой, равной частоте ее собственных колебаний. Колебания пластины, в свою очередь, передаются обтекающему ее потоку газа, что приводит к нестационарности поля скоростей в газовом потоке. Если наложенная частота колебаний газового потока совпадает с наиболее неустойчивой частотой струи жидкости, то амплитуда малых возмущений на поверхности струи быстро нарастает (явление резонанса), что приводит к отрыву мелких капель с поверхности струи и, следовательно, улучшает условия распыла.1. When the gas moves along a plate fixed from one edge, the plate begins to vibrate with a frequency equal to the frequency of its own vibrations. Oscillations of the plate, in turn, are transmitted to the gas stream flowing around it, which leads to non-stationary velocity fields in the gas stream. If the superimposed oscillation frequency of the gas stream coincides with the most unstable frequency of the liquid jet, then the amplitude of small perturbations on the jet surface rapidly increases (resonance phenomenon), which leads to the separation of small droplets from the jet surface and, therefore, improves the spray conditions.

2. Явление распыления жидкости (разрушение ее поверхности с образованием большого числа мелких капель) связано с возрастанием амплитуды и появлением неустойчивости коротких волн на поверхности жидкости при динамическом воздействии газового потока. Анализ задачи о распаде струи жидкости высокоскоростным обдувающим потоком газа показал [8], что инкремент колебаний поверхности жидкости имеет максимум при значении волнового числа2. The phenomenon of liquid spraying (destruction of its surface with the formation of a large number of small droplets) is associated with an increase in the amplitude and the appearance of instability of short waves on the surface of a liquid under the dynamic action of a gas stream. An analysis of the problem of the decay of a liquid jet by a high-speed blowing gas flow showed [8] that the increment of oscillations of the liquid surface has a maximum at the wave number

Figure 00000003
Figure 00000003

где ug - относительная скорость газа и струи у поверхности жидкости;where u g is the relative velocity of the gas and the jet at the surface of the liquid;

λmax - длина волны наиболее неустойчивых колебаний.λ max - wavelength of the most unstable oscillations.

Из уравнения (1) следует выражение для частоты колебаний наиболее неустойчивых коротких волн:From equation (1) follows the expression for the oscillation frequency of the most unstable short waves:

Figure 00000004
Figure 00000004

При частоте колебаний поверхности жидкости fmax достигается максимальное значение инкремента колебаний:When the frequency of oscillations of the surface of the liquid f max is achieved the maximum value of the increment of oscillations

Figure 00000005
Figure 00000005

где ρж - плотность жидкости.where ρ W is the density of the liquid.

За время t, равное t max = α max 1

Figure 00000006
, амплитуда колебаний ζ поверхности жидкости увеличивается в е раз, поскольку ζ~ехр(α·t).In time t equal to t max = α max - one
Figure 00000006
, the oscillation amplitude ζ of the liquid surface increases e times, since ζ ~ exp (α · t).

При движении газа относительно поверхности жидкости в газе образуется турбулентный пограничный слой. Амплитуда волн (шероховатостей) на поверхности жидкости ζ и скорость газа в ядре потока и (равная скорости газа на выходе из сопла форсунки) связаны со скоростью газа у поверхности жидкости соотношениемWhen the gas moves relative to the surface of the liquid, a turbulent boundary layer forms in the gas. The amplitude of the waves (roughnesses) on the liquid surface ζ and the gas velocity in the flow core and (equal to the gas velocity at the exit of the nozzle nozzle) are related to the gas velocity at the liquid surface by the ratio

Figure 00000007
Figure 00000007

где δ - характерный размер струи жидкости. Амплитуда начальных возмущений на поверхности жидкости обычно не превосходит ζ=10-2δ [8], поэтому скорость газа у поверхности жидкости ug=0.217 u. Подставляя это значение в (1), получим значение частоты колебаний, оказывающих максимальное возмущающее воздействие на струю жидкости (расплава)where δ is the characteristic size of the liquid jet. The amplitude of the initial perturbations on the liquid surface usually does not exceed ζ = 10 -2 δ [8]; therefore, the gas velocity at the liquid surface is u g = 0.217 u. Substituting this value in (1), we obtain the value of the frequency of oscillations that have a maximum perturbing effect on the liquid stream (melt)

Figure 00000008
Figure 00000008

3. При движении газа вдоль пластины она начинает колебаться с собственной частотой, определяемой ее размерами и физическими свойствами материала [9]:3. When the gas moves along the plate, it begins to oscillate with its own frequency, determined by its size and physical properties of the material [9]:

Figure 00000009
Figure 00000009

где

Figure 00000010
- цилиндрическая жесткость пластины;Where
Figure 00000010
- cylindrical stiffness of the plate;

Gx, Gy, Нх, Ну,Jx, Jy - коэффициенты, зависящие от условий закрепления пластины и моды колебаний.G x , G y , H x , H y , J x , J y are coefficients depending on the conditions of plate fixing and the vibration mode.

Для продольных колебаний защемленной с одного края пластины и первой моды выражение (5) упрощается (Gx=0.597, Нх=-0.087, Gyу=0, Jx=0.471, Jy=12/π2) и имеет следующий вид:For the longitudinal vibrations of the plate clamped from one edge and the first mode, expression (5) is simplified (G x = 0.597, Н х = -0.087, G y = Н у = 0, J x = 0.471, J y = 12 / π 2 ) and has the following form:

Figure 00000011
Figure 00000011

Для практических расчетов формула (6) может быть представлена в видеFor practical calculations, formula (6) can be represented as

Figure 00000012
Figure 00000012

Выбором материала пластины (Е, ρр, ν) и ее геометрических размеров (a, b, h) можно добиться, чтобы частотный диапазон собственных колебаний пластины располагался в области частот, близких к частоте максимального возмущающего воздействия на поверхность струи расплава (4), тем самым обеспечивая ее эффективное разрушение (диспергирование).By choosing the plate material (E, ρ p , ν) and its geometrical dimensions ( a , b, h), it is possible to achieve that the frequency range of the plate’s natural vibrations is in the frequency range close to the frequency of the maximum disturbing effect on the surface of the melt jet (4), thereby ensuring its effective destruction (dispersion).

4. Поток распыляющего газа имеет кольцевую форму, поэтому для равномерного распределения наложенных на поток распыляющего газа звуковых колебаний количество пластин должно быть не менее двух, при этом пластины должны быть равномерно расположены по периметру кольцевой полости и направлены параллельно оси потока распыляющего газа. При большем количестве пластин эффективность их воздействия на газовый поток и, следовательно, на струю расплава повышается.4. The spray gas stream has a circular shape, therefore, for a uniform distribution of sound vibrations superimposed on the spray gas stream, the number of plates should be at least two, while the plates should be evenly spaced around the perimeter of the annular cavity and directed parallel to the axis of the spray gas stream. With a larger number of plates, the effectiveness of their impact on the gas stream and, therefore, on the melt stream increases.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

Фиг. 1. Схема форсунки для распыления расплавов.FIG. 1. The scheme of the nozzle for spraying melts.

Фиг. 2. Схема размещения пластин в кольцевом канале форсунки.FIG. 2. The layout of the plates in the annular channel of the nozzle.

Пример реализации способаAn example implementation of the method

На фиг. 1 показан пример реализации заявленного способа получения металлических порошков распылением расплавов. Форсунка для распыления расплавов состоит из корпуса 1, крышки 2, ниппеля с центральным каналом для подачи расплава 3, защитного стального чехла 4, трубопровода 5 для подачи горячего сжатого газа и патрубка 6 для подачи расплава. В корпусе 1 выполнена кольцевая полость 7 для подачи сжатого газа в кольцевое сопло 8, образованное выходными конусами крышки 2 и ниппеля 3. В кольцевой полости 7 установлены пластины 9, равномерно расположенные по сечению кольцевой полости (фиг. 2) и жестко закрепленные со стороны входной части 10 кольцевой полости 7 (на фиг. 2 приведен вариант выполнения форсунки с шестью пластинами). На внешней поверхности защитного стального чехла 4 выполнен кольцевой прилив 11, высота которого не менее ширины щели кольцевого сопла 8, способствующий развитию колебаний пластин за счет отклонения газового потока.In FIG. 1 shows an example implementation of the inventive method for producing metal powders by spraying melts. The nozzle for spraying melts consists of a housing 1, a cover 2, a nipple with a central channel for supplying the melt 3, a protective steel cover 4, a pipe 5 for supplying hot compressed gas and a pipe 6 for supplying the melt. An annular cavity 7 is made in the housing 1 for supplying compressed gas to the annular nozzle 8 formed by the outlet cones of the cap 2 and the nipple 3. In the annular cavity 7, plates 9 are mounted uniformly located over the cross section of the annular cavity (Fig. 2) and rigidly fixed from the inlet side part 10 of the annular cavity 7 (in Fig. 2 shows an embodiment of the nozzle with six plates). On the outer surface of the protective steel cover 4, an annular tide 11 is made, the height of which is not less than the width of the slit of the annular nozzle 8, contributing to the development of plate oscillations due to deviation of the gas flow.

Форсунка работает следующим образом. По трубопроводу 5 через входную часть 10 кольцевой полости 7 газ поступает в пространство между пластинами 9. При движении газа вдоль пластин и обтекании кольцевого прилива 11 пластины начинают вибрировать с собственной частотой, определяемой формулой (7). Колебания пластин, в свою очередь, передаются обтекающему их потоку распыляющего газа, что способствует более эффективному диспергированию расплава.The nozzle works as follows. Through the pipeline 5 through the inlet part 10 of the annular cavity 7, the gas enters the space between the plates 9. When the gas moves along the plates and flows around the annular tide 11, the plates begin to vibrate with their own frequency, determined by formula (7). The oscillations of the plates, in turn, are transmitted to the stream of atomizing gas flowing around them, which contributes to a more efficient dispersion of the melt.

Проведем оценку эффективности заявленного способа на примере получения порошка алюминия по технологии ООО «СУАЛ-ПМ» [10]. Для получения пульверизата используется распыление расплава алюминия горячим газом - азотом. Распыление проводится эжекционной форсункой с массовым расходом расплава алюминия 0.04 кг/с через сопло диаметром 4 мм при температуре 900°C (σ=0.84 Н/м) и массовым расходом азота 0.2 кг/с при температуре 600°C и давлении 6 МПа. Подача распыляющего газа осуществляется через кольцевое сопло с шириной щели 0.8 мм. Форсунка имеет кольцевую газовую полость с внешним и внутренним диаметрами 42 мм и 26 мм и длиной 40 мм.We will evaluate the effectiveness of the claimed method on the example of obtaining aluminum powder according to the technology of LLC SUAL-PM [10]. To obtain pulverizate, the aluminum melt is sprayed with hot gas - nitrogen. Spraying is carried out by an ejection nozzle with a mass flow rate of aluminum melt of 0.04 kg / s through a nozzle with a diameter of 4 mm at a temperature of 900 ° C (σ = 0.84 N / m) and a mass flow rate of nitrogen of 0.2 kg / s at a temperature of 600 ° C and a pressure of 6 MPa. The spray gas is supplied through an annular nozzle with a slot width of 0.8 mm. The nozzle has an annular gas cavity with outer and inner diameters of 42 mm and 26 mm and a length of 40 mm.

Для указанных условий распыления скорость газа на выходе из сопла форсунки u=550 м/с, скорость струи расплава um=1.3 м/с, плотность распыляющего газа в потоке ρ=0.4 кг/м3. Рассчитанное по формуле (4) значение частоты, обеспечивающей максимальное воздействие на процесс диспергирования, составляет f~87 кГц.For the indicated spraying conditions, the gas velocity at the nozzle nozzle exit is u = 550 m / s, the melt jet velocity is u m = 1.3 m / s, the density of the spray gas in the stream is ρ = 0.4 kg / m 3 . The frequency value calculated by formula (4), which provides the maximum effect on the dispersion process, is f ~ 87 kHz.

С учетом размеров кольцевой полости для подачи распыляющего газа (фиг. 2) выбираем размеры пластин: b=12 мм, а=25 мм. В качестве материала пластин можно использовать сталь марки 1Х18Н9Т (модуль упругости E=200 ГПа, плотность ρр=7800 кг/м3, коэффициент Пуассона ν=0.3) [11].Taking into account the dimensions of the annular cavity for supplying atomizing gas (Fig. 2), we choose the dimensions of the plates: b = 12 mm, a = 25 mm. As the material of the plates, 1Kh18N9T steel can be used (elastic modulus E = 200 GPa, density ρ p = 7800 kg / m 3 , Poisson's ratio ν = 0.3) [11].

Подставляя в формулу (7) выбранные значения размеров пластины (а, b) и характеристики материала (E=200 ГПа, ρр=7800 кг/м3, ν=0.3), получим соотношение для определения толщины пластины h, обеспечивающей необходимое значение частоты собственных колебаний f=87 кГц. Расчетное значение h=1.92 мм.Substituting in the formula (7) the selected values of the plate dimensions ( a , b) and material characteristics (E = 200 GPa, ρ p = 7800 kg / m 3 , ν = 0.3), we obtain the ratio for determining the plate thickness h providing the required frequency value natural vibrations f = 87 kHz. The calculated value of h = 1.92 mm.

Пластины с приведенными характеристиками создают наложенные звуковые колебания на поток распыляющего газа с частотой, обеспечивающей оптимальные условия распыления струи алюминия.Plates with the given characteristics create superimposed sound vibrations on the spray gas stream with a frequency that provides optimal conditions for spraying an aluminum jet.

Таким образом, заявляемый способ получения металлических порошков распылением расплавов увеличивает динамическое воздействие распыляющего газового потока на струю расплава за счет резонансного усиления колебаний поверхности жидкости, что обеспечивает достижение заявленного положительного эффекта - повышение массовой доли высокодисперсной фракции в пульверизате, образующемся при распылении расплава металла.Thus, the inventive method for producing metal powders by spraying melts increases the dynamic effect of the spraying gas stream on the melt stream due to the resonant amplification of oscillations of the liquid surface, which ensures the claimed positive effect — an increase in the mass fraction of the finely dispersed fraction in the atomizer formed when the metal melt is sprayed.

ЛитератураLiterature

1. Федорченко И.М., Андриевский Р. А. Основы порошковой металлургии. - Киев: Изд-во АН УССР, 1963. - 420 с.1. Fedorchenko IM, Andrievsky R. A. Fundamentals of powder metallurgy. - Kiev: Publishing House of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, 1963. - 420 p.

2. Пат. РФ 2022715, МПК B22F 9/08. Способ получения высокодисперсного сферического алюминиевого порошка / В.Н. Буньков, В.А. Кондырев, Л.С. Голубцов, Н.Т. Филимонов, В.А. Ковалев. - №4936976/02; заявл. 16.05.1991; опубл. 15.11.1994.2. Pat. RF 2022715, IPC B22F 9/08. A method of obtaining a highly dispersed spherical aluminum powder / V.N. Bunkov, V.A. Kondyrev, L.S. Golubtsov, N.T. Filimonov, V.A. Kovalev. - No. 4936976/02; declared 05/16/1991; publ. 11/15/1994.

3. Пат. РФ 2026157, МПК B22F 9/08. Способ получения алюминиевого порошка / В.Н. Буньков, В.А. Кондырев, Н.Т. Филимонов, В.А. Ковалев, Л.С. Голубцов. - №4841131/02; заявл. 19.06.1990; опубл. 09.01.1995.3. Pat. RF 2026157, IPC B22F 9/08. A method of producing aluminum powder / V.N. Bunkov, V.A. Kondyrev, N.T. Filimonov, V.A. Kovalev, L.S. Golubtsov. - No. 4841131/02; declared 06/19/1990; publ. 01/09/1995.

4. Пат. РФ 2296648, МПК B22F 9/08. Форсунка для распыления расплавленных металлов / А.В. Кукса, А.В. Мольков, А.В. Губанов. - №2005132356/02; заявл. 19.10.2005; опубл. 10.04.2007.4. Pat. RF 2296648, IPC B22F 9/08. Nozzle for spraying molten metals / A.V. Kuksa, A.V. Molkov, A.V. Gubanov. - No. 2005132356/02; declared 10/19/2005; publ. 04/10/2007.

5. Пат. РФ 2283728, МПК B22F 9/08. Форсунка для распыления расплавленных металлов / А.В. Кукса, А.В. Мольков, М.П. Кононов, А.В. Губанов, С.В. Линьков. - №2005105853; заявл. 02.03.2005; опубл. 20.09.2006.5. Pat. RF 2283728, IPC B22F 9/08. Nozzle for spraying molten metals / A.V. Kuksa, A.V. Molkov, M.P. Kononov, A.V. Gubanov, S.V. Linkov. - No. 2005105853; declared 03/02/2005; publ. 09/20/2006.

6. Пат. РФ 2321475, МПК B22F 9/08. Форсунка для распыления расплавленных металлов / А.В. Кукса, А.В. Мольков, А.В. Губанов, С.В. Линьков. - №2006115192/02; заявл. 02.05.2006; опубл. 10.04.2008.6. Pat. RF 2321475, IPC B22F 9/08. Nozzle for spraying molten metals / A.V. Kuksa, A.V. Molkov, A.V. Gubanov, S.V. Linkov. - No. 2006115192/02; declared 05/02/2006; publ. 04/10/2008.

7. Patent US №4640806, МПК B22F 9/08. Process for atomizing liquid metals to produce finely granular powder / Thomas Duerig, Marcel Escudier, Jakob Keller, Killwangen. - заявл. 01.10.1985; опубл. 03.02.1987.7. Patent US No. 4640806, IPC B22F 9/08. Process for atomizing liquid metals to produce finely granular powder / Thomas Duerig, Marcel Escudier, Jakob Keller, Killwangen. - declared. 10/01/1985; publ. 02/03/1987.

8. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. - М.: Физматгиз, 1950. - 699 с. 8. Levich V.G. Physicochemical hydrodynamics. - M .: Fizmatgiz, 1950 .-- 699 p.

9. Гонткевич B.C. Собственные колебания пластинок и оболочек. - Киев: Наукова думка, 1964. - 278 с.9. Gontkevich B.C. Natural vibrations of plates and shells. - Kiev: Naukova Dumka, 1964 .-- 278 p.

10. Технологическая инструкция по производству сферического дисперсного, высокодисперсного и с присадками титана и кремния пульверизатов распылением расплавленного алюминия в отделении №2 предприятия ООО «СУАЛ-ПМ». - ТИ 48-0106-36-1-10, г. Шелехов, 2010.10. Technological instructions for the production of spherical dispersed, finely dispersed and with titanium and silicon additives spray guns by the spraying of molten aluminum in branch No. 2 of the company SUAL-PM LLC. - TI 48-0106-36-1-10, Shelekhov, 2010.

11. Справочник машиностроителя в 6-ти т. Т. 1-6. Под. ред. Ачеркана Н.С. - Л.: Машгиз, 1960. - 740 с.11. Directory of machine builder in 6 vols. T. 1-6. Under. ed. Acherkana N.S. - L .: Mashgiz, 1960 .-- 740 p.

Claims (1)

Способ получения металлических порошков распылением расплавов, включающий диспергирование струи металлического расплава окружающим ее концентрическим потоком распыляющего газа с наложением звуковых колебаний, отличающийся тем, что звуковые колебания создают посредством не менее двух одинаковых упругих прямоугольных пластин, расположенных в потоке распыляющего газа параллельно его оси и закрепленных по их ширине, при этом частоту звуковых колебаний f определяют по формуле (кГц):
Figure 00000013
,
где u - относительная скорость потока распыляющего газа и струи расплава металла, м/с;
ρ - плотность распыляющего газа в потоке, кг/м3;
σ - коэффициент поверхностного натяжения расплава металла, Н/м;
а с учетом полученного значения частоты звуковых колебаний f, упругих свойств материала пластин и при заданной длине и ширине определяют толщину пластин из уравнения
Figure 00000014

где f - частота звуковых колебаний, кГц;
Е - модуль упругости материала пластины, Па;
ν - коэффициент Пуассона материала пластины;
ρр - плотность материала пластины, кг/м3;
а - длина пластины, м;
b - ширина пластины, м;
h - толщина пластины, м.
A method for producing metal powders by spraying melts, comprising dispersing a stream of metal melt with a concentric stream of atomizing gas surrounding it with superimposed sound vibrations, characterized in that the sound vibrations are generated by at least two identical elastic rectangular plates located in the stream of spray gas parallel to its axis and fixed along their width, while the frequency of sound vibrations f is determined by the formula (kHz):
Figure 00000013
,
where u is the relative flow rate of the spraying gas and the jet of molten metal, m / s;
ρ is the density of the atomizing gas in the stream, kg / m 3 ;
σ is the surface tension coefficient of the molten metal, N / m;
and taking into account the obtained value of the frequency of sound vibrations f, the elastic properties of the material of the plates and for a given length and width, determine the thickness of the plates from the equation
Figure 00000014

where f is the frequency of sound vibrations, kHz;
E is the modulus of elasticity of the plate material, Pa;
ν is the Poisson's ratio of the plate material;
ρ p is the density of the plate material, kg / m 3 ;
a - plate length, m;
b is the width of the plate, m;
h is the plate thickness, m
RU2014109340/02A 2014-03-11 2014-03-11 Method of producing of metal powders by hot spray RU2559080C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109340/02A RU2559080C1 (en) 2014-03-11 2014-03-11 Method of producing of metal powders by hot spray

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109340/02A RU2559080C1 (en) 2014-03-11 2014-03-11 Method of producing of metal powders by hot spray

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2559080C1 true RU2559080C1 (en) 2015-08-10

Family

ID=53796201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014109340/02A RU2559080C1 (en) 2014-03-11 2014-03-11 Method of producing of metal powders by hot spray

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2559080C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756902C1 (en) * 2021-02-24 2021-10-06 Публичное акционерное общество "Электромеханика" Adjustable nozzle for two-flow dispersion of metal melt

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4640806A (en) * 1983-05-03 1987-02-03 Bbc Brown, Boveri & Company, Limited Process for atomizing liquid metals to produce finely granular powder
SU1348063A1 (en) * 1986-04-28 1987-10-30 Научно-производственное объединение "Тулачермет" Pneumatic device for producing powders by spraying melts
SU1745106A3 (en) * 1988-09-27 1992-06-30 Ойропеише Атомгемайншафт (Ойратом) (Фирма) Method for producing powder, mainly amorphous, and plant for its accomplishment
RU2508964C1 (en) * 2012-11-26 2014-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "СУАЛ-ПМ" (ООО "СУАЛ-ПМ") Method of molten metals spraying

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4640806A (en) * 1983-05-03 1987-02-03 Bbc Brown, Boveri & Company, Limited Process for atomizing liquid metals to produce finely granular powder
SU1348063A1 (en) * 1986-04-28 1987-10-30 Научно-производственное объединение "Тулачермет" Pneumatic device for producing powders by spraying melts
SU1745106A3 (en) * 1988-09-27 1992-06-30 Ойропеише Атомгемайншафт (Ойратом) (Фирма) Method for producing powder, mainly amorphous, and plant for its accomplishment
RU2508964C1 (en) * 2012-11-26 2014-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "СУАЛ-ПМ" (ООО "СУАЛ-ПМ") Method of molten metals spraying

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756902C1 (en) * 2021-02-24 2021-10-06 Публичное акционерное общество "Электромеханика" Adjustable nozzle for two-flow dispersion of metal melt

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS59206067A (en) Method and apparatus for atomizing molten metal
FI118677B (en) Preparation of particulate matter
US7712680B2 (en) Ultrasonic atomizing nozzle and method
US9050604B1 (en) Reactor configured to facilitate chemical reactions and/or comminution of solid feed materials
JP2582223B2 (en) Method and apparatus for producing metal globules of approximately equal diameter
JPH01151967A (en) Ultrasonic atomizing apparatus for liquid medium
Khmelev et al. Study of the process of liquid atomization from the ultrasonic disk radiator
ZA202000731B (en) Method for cost-effective production of ultrafine spherical powders at largescale using thruster-assisted plasma atomization
RU2559080C1 (en) Method of producing of metal powders by hot spray
CN101818279B (en) Device and method for preparing porous foam metal by liquid metal foaming
RU2670629C1 (en) Method of ultrasonic gas laser cutting of sheet metal and device for ultrasonic gas laser cutting of sheet metal (options)
CN115338426B (en) Device and method for strengthening 3D printing workpiece
CN101436402B (en) Crisscross gas resonance frequency generator
Tzanakis et al. Comparison of cavitation intensity in water and in molten aluminium using a high-temperature cavitometer
SU782960A1 (en) Device for making powders by melt-spraying
RU2554257C1 (en) Nozzle for melted metals spraying
JP5641761B2 (en) Continuous casting equipment
WO2008080887A1 (en) Industrial ultrasonic spraying device
JP2021532988A (en) Ultrasonic reinforcement of direct chill casting material
Li et al. Numerical simulation of flow in Hartmann resonance tube and flow in ultrasonic gas atomizer
RU2021103070A (en) Ultrasonic Improvement of Materials Produced by Direct Cooling Castings
JPH0232323B2 (en)
CN110076346A (en) A kind of ultrasonic standing wave atomization device suitable for manufacturing lemel
RU2799570C2 (en) Ultrasonic improvement of materials produced by direct cooling casting
Kandula On the existence of subharmonic screech in choked circular jets from a sharp-edged orifice

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190312